8 Sleutelmaatreëls om Gedeeltelike Ontlading in Kragtransformateurs te Verminder

Groeiende Vereistes vir Koelsisteme van Kragtransformers en die Funksie van Koelaars

Met die vinnige ontwikkeling van kragnetwerke en die toename in oordragspanning, vra kragnetwerke en elektrisiteitsgebruikers steeds hoër isolasievertrouenswaardigheid van groot kragtransformers. Aangesien gedeeltelike ontladingstoetse nie vernietigend is vir isolasie nie, maar baie sensitief, kan dit effektief inheseer gebreke in transformerasilasie of veiligheidsbedreigende gebreke wat tydens vervoer en installasie ontstaan, opspoor. Die toepassing van ter plaatse gedeeltelike ontladingstoetse het wye aanvaarding verwerf. Dit is as 'n verpligtende kommissie-toetsitem vir transformateurs met spannings van 72.5 kV en hoër gelys.

1. Gedeeltelike Ontlading en Sy Beginsels

Gedeeltelike ontlading, ook bekend as elektrostatische ionisasie, verwys na die stroom van elektrostatische lading. Onder 'n sekere toegepasde spanning ondergaan elektrostatiese ladinge eers ionisasie by posisies met swakker isolasie in areas van sterker elektriese velde, sonder om volledige isolasie-ineenstorting te veroorsaak. Hierdie verskynsel van elektrostatiese ladingstroom word gedeeltelike ontlading genoem. Gedeeltelike ontlading wat naby geleidings omsirkel deur gas plaasvind, word korona genoem.

Gedeeltelike ontlading is 'n elektriese ontlading wat op geïsoleerde posisies binne die interne isolasie van transformators plaasvind. Aangesien die ontlading geïsoleerd is en lae energie het, veroorsaak dit nie direk 'n volledige ineenstorting van die interne isolasie nie.

Vir gedeeltelike ontladingstoetse van transformators het China eers vereistes vir transformators met 'n spanningsklas van 220kV en hoër geïmplementeer. Later het die nuwe IEC-standaard gestipuleer dat gedeeltelike ontladingmeting moet uitgevoer word wanneer die maksimum werkspanning Um ≥ 126kV. Die nasionale standaard spesifiseer soortgelyk dat vir transformators met 'n maksimum werkspanning Um ≥ 72.5kV en 'n bepaalde kapasiteit P ≥ 10,000kVA, gedeeltelike ontladingmeting moet uitgevoer word, tenzij anders bespreek.

Die gedeeltelike ontladingtoetsmetode volg die bepalings in GB1094.3-2003, met die standaardlimiet ingestel op nie meer as 500pC. Echter, in werklike kontrakte vereis klante dikwels limiete van ≤300pC of ≤100pC. Soorte tegniese ooreenkomste vereis dat transformatorvervaardigers hoër produktegniese standaarde handhaaf.

2. Gevaarlike Aspekte van Gedeeltelike Ontlading

Die erns van gedeeltelike ontlading se gevare hang saam met sy oorsake, posisie, en die vlakke van inslag- en uitdovingspanning. Hoe hoër die inslag- en uitdovingspanning, hoe minder die gevaar, en andersom. In terme van ontladingskenmerke, ontlading wat soliede isolasie raak, bied die grootste gevaar vir transformators, wat isolasie-sterkte verminder of selfs skade kan aanrig.

3. Oorsake van Gedeeltelike Ontlading

Faktore wat gedeeltelike ontlading veroorsaak, sluit ontoereikende ontwerp-oorwegings in, maar meeste kom uit die vervaardigingsproses voort:

• Skerpe rande en baardhore op komponente wat die elektriese veld verdraai en die inslagontladingspanning verlaag;

• Vreemde voorwerpe en stof wat die elektriese veld konsentreer, wat lei tot korona-ontlading of inslag-ontlading onder buitelektriese velde;

• Voxtigheid of gasbelletjies. As gevolg van die laer dielektriese konstante van water en gas, vind ontlading eers plaas onder die invloed van die elektriese veld;

• Slechte kontak van gesuspendeerde metalstrukturele komponente wat veldkonsentrasie vorm of vonk-ontlading veroorsaak.

4. Maatreëls om Gedeeltelike Ontlading te Verminder

4.1 Stofbeheer

Onder faktore wat gedeeltelike ontlading veroorsaak, is vreemde voorwerpe en stof uiterst belangrike aktiveerders. Toetsergebnisse wys dat metaaldeeltjies groter as 1.5μm onder die invloed van 'n elektriese veld ontladinghoeveelhede kan produseer wat verby 500pC strek. Baie metaal- en nie-metaalstof skep gekonsentreerde elektriese velde, wat die inslagontlading- en inslagspanning van isolasie verlaag.

Daarom is dit krities om 'n skoon omgewing en kernliggaam tydens die vervaardiging van transformators te handhaaf, en streng stofbeheer moet geïmplementeer word. Geslote stofbestendige werkswinkels moet gebaseer op die mate waarop produkte gedurende die vervaardiging deur stof beïnvloed kan word. Byvoorbeeld, tydens draadregmaak, draadpapier-omwind, spoelingfabrikasie, spoelingassembling, kernstapel, isolasiekomponentvervaardiging, kernassembling, en kernafwerking, mag geen vreemde voorwerpe of stof bly of binnekom nie.

4.2 Sentraliseerde Verwerking van Isolasiekomponente

Isolasiekomponente is veral kwesbaar vir metaalstofbesoiling, want een metaalstof aan isolasiekomponente hekkie, is dit uiterst moeilik om dit volledig te verwyder. Daarom is sentraliseerde verwerking in 'n isolasiewerkswinkel nodig, met 'n afgesonderde masjinerieverwerkingsarea weg van ander stofproduksieareas.

4.3 Streng Beheer van Silisium-staalplaatbaardhore

Transformator kernlaminaats word gevorm deur longitudinale en transversale knipsels, wat onvermydelik baardhore van verskillende grade skep. Hierdie baardhore veroorsaak nie net interlaminaat kortsluitings, wat binnekruis-strome vorm wat die leegloopverlies verhoog, nie, maar verhoog ook effektief die kern-dikte terwyl dit die werklike aantal laminaats verlaag. Belangriker, tydens kernassembling of operasie onder vibrasie, kan baardhore op die kernliggaam val, wat ontlading veroorsaak. Selfs baardhore wat op die tankbodem val, kan onder die invloed van die elektriese veld uitlyn, wat grondpotensiaal-ontlading veroorsaak. Daarom moet kernlaminaatbaardhore so veel as moontlik geminimeer word. Vir 110kV-produkte moet kernlaminaatbaardhore nie meer as 0.03mm oorskry nie; vir 220kV-produkte, hulle moet nie meer as 0.02mm oorskry nie.

4.4 Koudgedrukste Terminals vir Voerdrade

Die gebruik van koudgedrukte terminals vir voerlede is 'n effektiewe maatregel om die hoeveelheid gedeeltelike ontlading te verminder. Fosfor-brons las maak baie spetterdeeltjies wat maklik op die kern liggaam en isolasiekomponente versprei. Daarbenewens moet die lasgrensgebied met watergebaseerde asbest tou geïsoleer word, wat vocht in die isolasie invoer. As die vocht nie volledig na die isolasie inpakking verwyder word nie, sal dit die gedeeltelike ontladinghoeveelheid van die transformator verhoog.

4.5 Afronding van Komponentrande

Afronding van komponentrande het twee doeleindes: 1) Verbetering van die elektriese veldverdeling en verhoging van die ontladingsbeginvoltage. Dus moet metaalstrukturele komponente in die kern soos klampen, trekplaatte, voetplaatte, bevestigers, drukplaatte, uitvoerkante, bushing riser wandte en magneetiese skermplaatte op die binnekant van die tankwande allemaal afgerond word. 2) Verhoeding van wrywing wat ysferdeeltjies produseer. Byvoorbeeld, kontakdelle tussen hefklampgatem en tou of hake vereis afronding.

4.6 Produksie-omgewing en Kernafwerking Tydens Laaste Montasie

Na die vakuumdroog van die kern, moet kernafwerking voor die tankinstallasie uitgevoer word. Groter produkte met meer komplekse strukture vereis langer afwerktye. Aangesien kernpersing en vastmaker aanhaaling met die kern blootgestel aan lug gedoen word, kan vochtopname en stofbesoiling tydens hierdie tydperk plaasvind. Daarom moet kernafwerking in 'n stofvry area gedoen word. As die afwerktyd (of blootstellingstyd in lug) langer as 8 ure is, is herdrogingbehandeling nodig. 

Na kernafwerking word die bo-tankdeel geïnstalleer, gevolg deur vakuumtrekking en olie-invoer. Aangesien die kernisolasie vocht tydens die afwerk stadium absorbeer, is droogbehandeling nodig, bereik deur die produk te vakuumtrek. Dit is 'n belangrike maatregel om die isolasiesterkte van hoëspanningsprodukte te verseker. Die vakuumvlak word bepaal op grond van kern- en omgewingsvochtigheid en vochtingehoustandaarde, terwyl die vakuumduur bepaal word op grond van oonduitsetyd, omgewingstemperatuur en -vochtigheid.

4.7 Vakuum Olie-invoer

Die doel van vakuum olie-invoer is om doodplekke in die transformator se isolasiestruktuur deur vakuumtrekking te elimineer, lug volledig te verdryf, en dan onder vakuum toestande met transformatorolie te vul om volledige indrukking van die kern te verseker. Na olie-invoer moet transformators ten minste 72 uur staan voordat toetsing gedoen word, aangesien die mate van isolasie-materiaal-indrukking afhang van die dikte van isolasie-materiaal, olietemperatuur en indrukkingstyd. Betere indrukking verlaag die moontlikheid van ontlading, wat genoegsame staantyd noodsaaklik maak.

4.8 Tank en Komponent Sigting

Die kwaliteit van sigtingsstrukture het direkte invloed op transformatorlek. Indien lekpunte bestaan, sal vocht onvermydelik die transformator binnekant binnendring, waardoor die transformatorolie en ander isolasiekomponente vocht absorbeer—dit is een faktor wat gedeeltelike ontlading veroorsaak. Daarom moet redelike sigtingprestasie verseker word.